Question

7．探究廢酸性鋅錳干電池內(nèi)的黑色固體回收利用時，進行了如下圖所示實驗：

電池的黑色物質(zhì)主要成分為MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物質(zhì)．請回答以下問題：
（1）該電池的正極反應式為MnO₂+e^-+H⁺=MnOOH，電池反應的離子方程式為Zn+2MnO₂+2H⁺=Zn²⁺+2MnOOH
（2）操作③中所用到的儀器除了酒精燈、玻璃棒外還有蒸發(fā)皿．灼燒濾渣中的黑色固體時，產(chǎn)生一種使澄清石灰水變渾濁的氣體，由此推測濾渣中還存在的物質(zhì)為C（填化學式）．操作④的試管加入③中所得黑色濾渣，試管中迅速產(chǎn)生能使帶火星的木條復燃的氣體，據(jù)此可初步認定黑色固體為二氧化錳（填名稱）．
（3）濃硝酸見光易分解，寫出濃硝酸分解的化學方程式4HNO₃ $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；
（4）實驗同學收集濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體于試管中，把帶火星的木條插入其中，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條復燃，該同學認為是因為濃硝酸分解產(chǎn)生了氧氣．請回答該同學的結(jié)論是否正確，并說明原因結(jié)論錯誤，濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體中，氧氣所占比例和空氣中的相同，木條能夠復燃證明二氧化氮也會助燃支持燃燒．

Answer 1

分析 （1）該原電池中，Zn易失電子作負極、二氧化錳作正極，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應，負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，在得失電子相同條件下正負極電極反應式相加即得電池反應式；
（2）操作③是蒸發(fā)溶液，需要的儀器是蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈等，根據(jù)固體的顏色和化學性質(zhì)分析該物質(zhì)，能使雙氧水迅速產(chǎn)生氧氣的黑色物質(zhì)是二氧化錳．
（3）濃硝酸見光易分解生成二氧化氮、氧氣和水；
（4）實驗同學收集濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體于試管中，把帶火星的木條插入其中，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條復燃，分解生成的二氧化氮和氧氣之比與空氣中氮氣和氧氣之比相同，可能是二氧化氮的助燃性．

解答 解：（1）該原電池中，Zn易失電子作負極、二氧化錳作正極，正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為MnO₂+e^-+H⁺=MnOOH；負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺；在得失電子相同條件下正負極電極反應式相加即得電池反應式，電極反應式為 Zn+2MnO₂+2H⁺=Zn²⁺+2MnOOH；
故答案為：MnO₂+e^-+H⁺=MnOOH；Zn-2e^-=Zn²⁺； Zn+2MnO₂+2H⁺=Zn²⁺+2MnOOH．
（2）操作③是蒸發(fā)溶液，需要的儀器是蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈等，操作③中所用到的儀器除了酒精燈、玻璃棒外還有蒸發(fā)皿，使澄清石灰水變渾濁的氣體有二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳可由黑色的碳單質(zhì)灼燒制得，二氧化硫可由淡黃色的硫單質(zhì)灼燒制得，所以該黑色物質(zhì)是碳單質(zhì)，能使帶火星的木條復燃的氣體是氧氣，能使雙氧水迅速產(chǎn)生氧氣的黑色固體物質(zhì)是二氧化錳，
故答案為：蒸發(fā)皿；C；二氧化錳；
（3）濃硝酸見光易分解生成二氧化氮、氧氣和水，反應的化學方程式為：4HNO₃$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O，
故答案為：4HNO₃$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O；
（4）實驗同學收集濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體于試管中，把帶火星的木條插入其中，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條復燃，分解生成的二氧化氮和氧氣之比與空氣中氮氣和氧氣之比相同，可能是二氧化氮的助燃性，所以結(jié)論錯誤，濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體中，氧氣所占比例和空氣中的相同，木條能夠復燃證明二氧化氮也會助燃支持燃燒，
故答案為：結(jié)論錯誤，濃硝酸分解產(chǎn)生的氣體中，氧氣所占比例和空氣中的相同，木條能夠復燃證明二氧化氮也會助燃支持燃燒．

點評 本題考查了基本實驗操作及離子的檢驗，熟悉原電池原理、物質(zhì)性質(zhì)和反應產(chǎn)物的判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．